3D打印刚刚进入公众视野时，有人认为这种技术只是一种噱头。因为有些3D打印出来的东西结构简单、表面粗糙，看起来似乎不太高级。经过不断迭代升级，3D打印已经在打破人们对它的偏见。在航空领域，它可以为飞机和宇宙飞船打印零部件；在医学领域，它竟然可以用来打印血管。如此展望10年甚至20年，3D打印所能发挥的作用将进一步超越我们的想象。
美国研究团队研发出新型生物打印技术，可快速生成有复杂内部结构的生物相容性水凝胶，用来模仿人体气管和血管等脉管系统，为未来人造功能性器官扫除一个重要的技术障碍。该突破性成果刊登在近日的《科学》杂志上。
人造功能性组织的最大障碍之一，是无法制造出复杂的脉管系统将营养物质运送至人体组织中。此外，人体器官中还包含独立的脉管网络，例如肺中的气管和血管以及肝脏中的胆管和血管，这些相互渗透的网络在物理上和生物化学上是相互缠绕的，结构本身与组织功能密切相关。
为了应对这一挑战，由美国莱斯大学的乔丹·米勒和华盛顿大学的凯利·史蒂文斯领导的研究团队开发出一种水凝胶3D打印技术。这种新的开源生物打印技术的核心是被称为“组织工程立体光刻仪”（SLATE）的设备和相应的蓝光吸收剂。该系统应用增材制造原理，在水凝胶预溶液中添加了蓝光吸收剂，使得吸收蓝光后凝固的水凝胶被限定在非常精细的一层中。
该系统可以在几分钟内生成具有复杂内部结构的生物相容性水凝胶。这使科学家们能够创造出复杂的脉管网络，模拟人体血液、空气和淋巴等物质的自然通道。
为了证明该研究的原理，科学家们生成了一个模拟肺泡的水凝胶模型，实验表明人造气管可将氧气输送至人造血管网络中，与人体肺泡的气体交换活动相似，红血球流经人造肺泡周围的血管网络时能够捕获氧气。此外，为了验证打印组织的生物兼容性，研究人员还将含有肝细胞的生物打印结构植入有慢性肝损伤的小鼠体内，结果显示，肝细胞能够在植入后存活。
利用患者自身组织细胞通过生物打印来生成移植用功能性器官一直是科学家们的梦想，因为它不仅能解决来源稀缺问题，还能防止器官排斥。不过，史蒂文斯表示，肝脏的功能有500种之多，这样的复杂性意味着目前尚没有人造物可以替代，但未来的生物打印器官有望实现这一目标。预计生物打印在20年内将成为医学的重要组成部分。
韩国3D打印市场规模与应用发展
市场规模一年猛增24%，三年后可达56亿！这个靠“打印”出来的市场正在韩国崛起
随着3D打印技术的不断发展，近年来3D打印技术在韩国医疗领域的应用不断升温，为临床诊疗、医疗操作等方面提供了新的解决方案，一起来看记者发回的报道。
在韩国首尔一家医院的会议室，外科医生们正在为一位患有先天性心脏病的儿童制定手术计划。手术主刀医生拿着的模型是根据患者心脏的现状，利用3D打印技术制作的1:1的仿真器官模型。这种模型可以观察到病变位置、形状和周边组织环境，从而优化手术方案。
韩国首尔大学附属医院儿科医生宋美璟：这位患者病情复杂、手术难度很高，所以手术日程一直在延后。我们利用3D打印技术制作了患者的心脏模型，进行了多次模拟手术后制定了最终手术方案，手术很成功。
人工智能成像建模软件，可以将CT、MRI等一般的2维医疗影像转化为3D影像。基于大数据分析和人工智能软件的深度学习，还可以完成图像中病变器官或组织的一键分割，并进行3D建模，连接3D打印机就可以完成病变器官的3D打印。
韩国脉得谱株式会社负责人朴相准：患者的家属在签署手术同意书之前需要了解患者的病情和手术细节，用3D打印技术制造出手术器官模型的话，会让医生和患者之间的沟通更方便。
3D细胞打印技术是以含有特定的人体细胞、生物凝胶等的活性物质为打印材料。比如将皮肤的真皮层、表皮层等不同种类的细胞按照皮肤肌理构成规律打印后，经过2周以上的无菌培养就可以制造出具有生物活性的人工皮肤，可用于药品、试剂等的皮肤实验，未来还可用于创伤皮肤移植等。另外这家企业还在尝试利用3D打印技术制成心肌修复贴纸，以实现心肌梗塞的治疗。
目前韩国3D打印市场的规模年均以24%的速度在增长，预计三年后市场规模可达1万亿韩元，约合56亿元人民币。
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